jurnal

JURNAL PRAKTIKUM SINTESIS SENYAWA ORGANIK Judul : SINTESIS PARA NITROASETANILIDA

Tujuan Percobaan : Memperlajari reaksi nitrasi senyawa aromatis Pendahuluan

Nitrasi adalah reaksi terbentuknya senyawa nitro atau masuknya gugus nitro pada suatu senyawa. Proses nitrasi dibedakan menjadi 2 macam proses, yaitu pembuatan senyawa nitro dan pembuatan ester nitrat dimana atom N berikatan dengan atom O menggunakan asam sulfat. Proses nitrasi berlangsung selama 5 sampai dengan 35 menit untuk mencapai reaksi yang sempurna, dalam hal ini suhu dikendalikan menggunakan proses pendinginan untuk menjaga supaya tetap 30°C. Perbandingan (dalam mol) antara asam sulfat, asam nitrat, dan air adalah 1 : 2 : 2, sedangkan untuk prosentase beratnya adalah 21,3% : 66,4% : 12,2 % (Ullman’s, 2006).

Contoh reaksi nitrasi adalah campuran asam sulfat dan asam nitrat atau yang biasa disebut dengan mixed acid. Asam asam sulfat dalam proses nitrasi sebagai zat penarik air (pada reaksi nitrasi akan terbentuk air), sehingga reaksi berlangsung sampai berakhir. Reaksi nitrasi merupakan reaksi isotermis, yaitu reaksi yang menghasikan zat-zat yang dapat meledak (Ammelia dan Sya’dia, 2014).

Mixed acid adalah media nitrasi yang paling penting dan mungkin juga media yang paling baik diantara semua media penitrasi lainnya. Penelitian menyebutkan bahwa terdapat asam nitrat berbentuk ion Nitril (NO2+) di dalam asam sulfat. Reaksi ionisasi asam nitrat dapat dituliskan dalam persamaan berikut (Anonim, 2014).

HNO

₃

+ 2 H

₂

SO

₄

NO

₂+

+ H

₃

O

+

+ 2 HSO

₄

-Gugus nitro akan menggantikan atom monovalen atau beberapa group atom pada proses nitrasi. Reaksi tersebut membuat gugus nitro dapat berikatan dengan atom yang berbeda, yaitu :

a. gugus nitro yang berikatan dengan atom karbon (C) akan membentuk senyawa nitroaromatik atau nitroparafinik.

b. gugus nitro yang berikatan dengan atom oksigen (O) akan membentuk senyawa nitrat ester

c. gugus nitro yang berikatan dengan ataom nitrogen (N) akan membentuk senyawa nitramin

(Amelia dan Sya’diah, 2014).

Nitrasi senyawa aromatik dapat digambarkan dengan persamaan sebagai berikut, ArH + HNO₃ ArNO₂ + H₂O

Senyawa penitrasi merupakan reaktan yang bersifat elektrofilik, yaitu sifat suatu senyawa yang memiliki kecenderungan untuk “menyukai” elektron karena senyawa itu sendiri kekurangan elektron . Reaksi akan terjadi pada atom karbon di dalam cincin aromatik dimana kerapatan elektronnya paling besar. Gugus nitro dapat masuk pada posisi ortho, meta, atau para (sebagai isomernya). Proporsi dari produk isomer ini bergantung pada jenis substituennya karena substituen memiliki efek yang besar pada kerapatan elektron di sekitar atom karbon. Perbandingan proporsi ortho, meta, dan para dari berbagai substituen terdapat pada tabel berikut,

Gambar 1. Perbandingan proporsi ortho, meta, dan para (Erlangga et al., 2012)

Reagen yang dapat digunakan dalam proses nitrasi terdapat berbagai macam. Reagen tersebut adalah asam nitrat (gas, pekat, maupun dalam bentuk larutan), campuran asam nitrat dan asam sulfat (mixed acid), asetat anihidrida, asam asetat, asam fosfat, dan kloroform. Nitrogen pentaoksida (N2O5) dan nitrogen tetraoksida (N2O4) juga digunakan dalam reaksi nitrasi dalam fasa gas (Anonim, 2014).

mempengaruhi kerapatan elektron dengan menggunakan dua jenis efek, yaitu efek Induktif (I) dan efek Mesomeri (M). Efek induktif terdapat dua jenis, yaitu efek –I yang menarik elektron dan efek +I yang menolak elektron. Hal yang sama juga terjadi pada efek mesomeri (–M dan +M). Efek induktif sangat berkaitan dengan momen dipol dari senyawa, seperti C6H5 – X. Efek substituen terhadap rasio ortho:para dapat dipengaruhi oleh faktor lain, seperti faktor sterik (ukuran substituen). Ukuran substituen yang semakin besar, maka semakin sulit pula untuk mencapai posisi ortho dan rasio produk ortho:para juga semakin kecil. Contoh yang dapat diambil adalah proses mononitrasi alkilbenzena (Hartaya, 2010).

Faktor lain yang dapat mempengaruhi rasio ortho:para adalah efek I dan M seperti yang dijelaskan pada bagian sebelumnya. Efek induktif akan bekerja lebih kuat pada posisi ortho daripada posisi para, sedangkan efek mesomeri akan lebih kuat pada posisi para daripada posisi ortho. Senyawa yang memiliki efek +I, akan menghasilkan rasio yield ortho:para yang lebih besar daripada senyawa yang memiliki dominan efek + M. Senyawa yang efek dominannya adalah –I akan menghasilkan rasio yield ortho:para yang lebih kecil daripada senyawa yang memiliki dominan efek –M. Rasio ortho:para juga dipengaruhi oleh media nitrasinya. Distribusi isomer yang hasilnya berasal dari nitrasi anilina dan anilida

(Hartaya, 2010).

Nitrasi asetalinida dengan senyawa penitrasi mixed acid menghasilkan nitroasetanilida dengan rasio ortho:para kurang dari 0,1. Medium nitrasi dalam asam nitrat, rasio ortho:para nya sebesar 0,7, dan ketika medium yang digunakan adalah asetil nitrat di dalam asetat anihidrida, produk seluruhnya adalah o-nitroasetanilida (Purnawan, 2010).

Metode sintesis para nitroasetanilida adalah menggunakan metode kristalisasi. Kristalisasi ialah pemisahan bahan padat berbentuk kristal dari suatu larutan atau suatu lelehan. Kristalisasi adalah suatu metode pemurnian dengan cara pemebentukan kristal sehingga cemarannya dapat dipisahkan. Zat, gas atau cair, dapat mendingin atau memadat serta membentuk kristal karena mengalami proses kristalisasi. Kristal-kristal juga akan terbentuk dari suatu larutan yang dijenuhkan dengan pelarut tertentu. Kristal yang semakin kasar semakin baik, kerena semakin kecil kemungkinan tercemar kotoran

Mekanisme Reaksi

Tahap 1: pembentukan ion nitronium

O H N O O + H OSO₃H O H N O O H HSO₄- H₂O + N O O ion nitronium +

Tahap 2: penyerangan pada elektrofil menghasilkan ion benzonium

HN C O CH₃ + N O O HN C O CH3 N _H O O

Tahap 3: kehilangan proton menghasilkan p-nitrosetanilida

HN C O CH3 N _H O SO₃H O O HN C O CH₃ NO₂ + H2SO4 Alat

Erlenmeyer 100 mL, batang pengaduk, beaker glass, penangas es, pipet tetes, gelas ukur 10 ml, corong Buchner, kertas saring, vacum pump, corong biasa, cawan petri.

Bahan

Prosedur Kerja 1. Skema Kerja

Prosedur Kerja

Masukkan 4 g asetanilida ke dalam labu erlenmeyer 100 ml. Tambahkan ke dalamnya 4 ml asam asetat glasial dan 8 ml asam sulfat pekat. Dinginkan labu dalam air es. Sementara itu dalam labu erlenmeyer 100 ml lain yang terpisah, campur hati-hati masing-masing 2 ml asam nitrat pekat dan asam sulfat pekat kemudian dinginkan labu dalam air es.

Teteskan campuran nitrasi ini tetes demi tetes ke dalam labu erlenmeyer yang berisi asetanilid sambil diaduk dan temperatur dijaga agar tidak lebih dari 10˚C. Apabila penetesan

4 gram asetanilida

- dimasukkan dalam erlenmeyer 100 ml (erlenmeyer 1) - ditambahkan 4 ml CH3COOH glasial dan 8 ml H2SO4 pekat - didinginkan dalam air es

- ditambahkan150 ml air dingin

- ditambahkan masing-masing 2 ml HNO3 dan H2SO4 pekat kedalam labu erlenmeyer yang lain (erlenmeyer 2)

- didinginkan dalam air es

- dicampurkan larutan pada erlenmeyer 2 tetes demi tetes kedalam erlenmeyer 1 yang berisi larutan asetanilida

- diaduk dan dijaga pada suhu 10oc

- dikeluarkan setelah selesai penetesan dan dibiarkan selama 1 jam - dituangkan kedalam beaker glass 250 ml yang berisi 100 ml air dan es - diaduk perlahan-lahan dan dibiarkan selama 15 menit

- disaring kristal dengan corong buchner - dicuci dengan air es

- direkristalisasi dengan etanol

- dikeringkan dalam oven pada suhu 100 oc - ditimbang

- ditentukan titik leleh

telah selesai keluarkan labu dari air es dan biarkan selama 1 jam.

Setelah itu tuangkan ke dalam gelas beker 250 ml yang berisi 100 ml air dan beberapa potong es. Aduk perlahan-lahan, kristal p-nitroasetanilid akan memisah dan biarkan selama 15 menit. Saring kristal dengan corong buchner, cuci beberapa kali dengan air es kemudian lakukan rekristalisasi dengan etanol. Keringkan di oven pada temperatur 100ºC, ditimbang dan ditentukan titik lelehnya.

Waktu yang dibutuhkan

No. Kegiatan Waktu (menit)

1. Persiapan alat dan bahan 30

2. Pendinginan 30

3. Pendiaman setelah penetesan dari air es 60

4. Pembentukan kristal 40

5. Penyaringan menggunakan corong buchner 30

6. Rekristalisasi dengan etanol 30

7. Pengeringan menggunakan oven 25

8. Penimbangan dan penentuan titik leleh 30

Total 275

Nama Praktikan